秸稈快速降解菌系的構(gòu)建及其在有機(jī)污染物治理中的應(yīng)用
發(fā)布時間:2021-12-24 12:27
秸稈快速降解不僅可以解決農(nóng)業(yè)廢棄物資源浪費(fèi)和秸稈焚燒造成的環(huán)境污染問題,而且對改善土壤結(jié)構(gòu)、增加肥力具有重要價值,對促進(jìn)農(nóng)業(yè)生態(tài)健康發(fā)展意義重大。本文利用重組里氏木霉(Trichoderma reesei ZJ-09)、黑曲霉(Aspergillusniger ZU-06)和彩絨革蓋菌(Trametes versicolor)構(gòu)建而成的秸稈快速降解復(fù)合菌系(TATS)對秸稈降解進(jìn)行研究,利用其固態(tài)發(fā)酵過程中生產(chǎn)的漆酶對環(huán)境中存在的幾類典型有機(jī)污染物進(jìn)行催化降解,并在此基礎(chǔ)上開展TATS降解秸稈與土壤污染生物修復(fù)的耦合試驗(yàn)。以水稻秸稈為基質(zhì)固態(tài)發(fā)酵過程中,發(fā)現(xiàn)重組里氏木霉不僅能高產(chǎn)纖維素酶,而且還可生產(chǎn)漆酶,對于里氏木霉不能利用的木質(zhì)素具有一定的降解作用。固態(tài)發(fā)酵10天,濾紙酶(纖維素酶)和漆酶活力分別可達(dá)110.4 IU/g和24.5 IU/g;秸稈纖維素、半纖維素和木質(zhì)素降解率分別為56.1%、49.3%、36.8%,失重率達(dá)41.1%,較出發(fā)菌株提高了 23.9%。研究發(fā)現(xiàn):重組里氏木霉和枯草芽孢桿菌不適合進(jìn)行協(xié)同發(fā)酵。黑曲霉作為輔助菌種可有效提高固態(tài)基質(zhì)中纖維素酶和木聚糖酶活力,...
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1?土霉素和金霉素結(jié)構(gòu)式??
基對硫磷、久效磷和磷胺等5種高毒有機(jī)磷農(nóng)藥的替代品毒死蜱被廣泛施用??于玉米、水稻、小麥、花生、大豆、棉花、蔬果等經(jīng)濟(jì)作物上以防治包括棉鈐蟲、??蚜蟲和小麥黏蟲等在內(nèi)的百余種病蟲害[71]。但隨之而來不可避免的是在水體和??土壤中均不同程度的檢出了毒死蜱殘留。重復(fù)使用毒死蜱會降低土壤肥力,影響??土壤中優(yōu)勢菌群數(shù)量和豐度,同時也會對水生動楦物產(chǎn)生嚴(yán)重影響[72,73]。毒死蜱??能通過皮膚接觸進(jìn)入到人體內(nèi)產(chǎn)生積聚效應(yīng),通過抑制乙酰膽堿酶活力引起頭暈??惡心。研究表明毒死蜱可影響兒童大腦發(fā)育,低劑量下可影響DNA和蛋白質(zhì)的??合成,長期接觸者肺癌的發(fā)病率明顯增加[74]。因此,毒死蜱引發(fā)的環(huán)境和健康問??題不容忽視。??
在??小麥秸稈上固態(tài)發(fā)酵7天可生產(chǎn)漆酶0.354?U/mL[86L與此相比,本實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建??的重姐里氏木霉不僅可以保留出發(fā)菌株里氏木霉高產(chǎn)纖維素酶的優(yōu)點(diǎn)還可另外??生產(chǎn)漆酶用于降解木質(zhì)素,從而進(jìn)一步促進(jìn)秸稈的降解,具有一定的優(yōu)勢。???^=:?——?????-,50??||?FPA?/\?Laccase?activity?Mass?loss?-?28??140?-??T?-26?■??All??T.reesei?ZJ-09?丁?reesei?ZU-02??圖2.1重組里氏木霉對比里氏木霉降解秸稈試驗(yàn)??Fig.2.1?Comparison?of?degradation?of?straw?with?recombinant?T.?reesei?ZJ-09?and?T.?reesei??2.3.1.2枯草芽孢桿菌對重組里氏木霉降解秸稈的影響??芽孢桿菌被廣泛用于降解纖維素和木質(zhì)素|87]。為研究重組里氏木霉與枯草??芽孢桿菌的協(xié)同降解秸稈效果,以重組里氏木霉和枯草芽孢桿菌1:1的比例及枯??草芽孢桿菌延遲6天進(jìn)行接種,設(shè)置單一菌種對照實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)10天進(jìn)行取樣測??定。結(jié)果如圖2.2所示,枯草芽孢桿菌在發(fā)酵秸桿過程中也能生產(chǎn)漆酶,但漆酶??活力相較重組里氏木霉具有較大差距,僅為1.4IU/g。而且由于濾紙酶活力的較??低水平導(dǎo)致單一枯草芽孢桿菌降解秸稈的效果不盡人意。由圖可知在將細(xì)菌與真??菌混合過程中,重組里氏木霉降解秸稈及產(chǎn)酶能力被嚴(yán)重限制。這是因?yàn)檠挎邨U??菌屬的細(xì)菌會產(chǎn)生相應(yīng)的抗菌物質(zhì)和細(xì)菌素,對真菌生長具有明顯的抑制作用而??自身免疫[88]。Wu等人利用商業(yè)秸稈分解劑(枯草芽孢桿菌、干酪桿菌
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中國農(nóng)作物秸稈資源時空分布及其產(chǎn)率變化分析[J]. 衛(wèi)洪建,楊晴,李佳碩,楊海平,陳漢平. 可再生能源. 2019(09)
[2]我國農(nóng)作物秸稈離田多元化利用現(xiàn)狀與策略[J]. 畢于運(yùn),高春雨,王紅彥,王萍,王亞靜. 中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃. 2019(09)
[3]淺談獸用抗生素應(yīng)用現(xiàn)狀及益生菌的替代潛能[J]. 王明艷,朱亞麗,張廣智,崔尚金. 現(xiàn)代畜牧獸醫(yī). 2019(07)
[4]市場需求大的重量級殺蟲劑毒死蜱綜述[J]. 華乃震. 農(nóng)藥市場信息. 2019(10)
[5]市場需求大的重量級殺蟲劑毒死蜱綜述[J]. 華乃震. 農(nóng)藥市場信息. 2019 (10)
[6]纖維素降解酶研究進(jìn)展[J]. 王曉濤,魏佩玲,胡波,宮平. 草食家畜. 2019(03)
[7]復(fù)合菌劑對玉米秸稈的降解及土壤生態(tài)特性的影響[J]. 魏蔚,宋時麗,吳昊,張麗,管永祥,李運(yùn)生,戴傳超. 土壤通報. 2019(02)
[8]利用重組里氏木霉高效降解秸稈的研究[J]. 秦雪麗,夏穎,趙杰,夏黎明. 高校化學(xué)工程學(xué)報. 2018(06)
[9]重組里氏木霉產(chǎn)漆酶及其在含活性艷藍(lán)KN-R印染廢水脫色中的應(yīng)用[J]. 趙杰,夏穎,夏黎明. 高;瘜W(xué)工程學(xué)報. 2018(03)
[10]我國有機(jī)氯農(nóng)藥場地污染現(xiàn)狀與修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 趙玲,滕應(yīng),駱永明. 土壤. 2018(03)
博士論文
[1]外源漆酶基因在里氏木霉中的表達(dá)及其應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D]. 趙杰.浙江大學(xué) 2018
[2]我國農(nóng)業(yè)廢棄物新型能源化開發(fā)利用研究[D]. 左旭.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2015
[3]木質(zhì)素新型模型物的合成及其在木質(zhì)素結(jié)構(gòu)研究中的應(yīng)用[D]. 岳鳳霞.華南理工大學(xué) 2012
[4]內(nèi)切型-β-葡聚糖酶基因的克隆與表達(dá)[D]. 金欣.浙江大學(xué) 2011
[5]木質(zhì)素降解微生物特性及其對農(nóng)業(yè)廢物堆肥腐殖化的影響研究[D]. 黃紅麗.湖南大學(xué) 2009
[6]利用玉米秸稈制取燃料乙醇的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 陳明.浙江大學(xué) 2007
碩士論文
[1]Trametes versicolor產(chǎn)漆酶及其在有機(jī)污染物降解中的應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D]. 曾盛泉.浙江大學(xué) 2017
[2]高效降解水稻秸稈復(fù)合菌群的構(gòu)建及其降解效能[D]. 李玉琦.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]漆酶介體體系對毒死蜱及其水解產(chǎn)物TCP的降解研究[D]. 汪敏敏.南京林業(yè)大學(xué) 2012
[4]里氏木霉纖維素酶的分離純化與酶學(xué)性質(zhì)研究[D]. 于兆海.南京林業(yè)大學(xué) 2006
本文編號:3550484
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1?土霉素和金霉素結(jié)構(gòu)式??
基對硫磷、久效磷和磷胺等5種高毒有機(jī)磷農(nóng)藥的替代品毒死蜱被廣泛施用??于玉米、水稻、小麥、花生、大豆、棉花、蔬果等經(jīng)濟(jì)作物上以防治包括棉鈐蟲、??蚜蟲和小麥黏蟲等在內(nèi)的百余種病蟲害[71]。但隨之而來不可避免的是在水體和??土壤中均不同程度的檢出了毒死蜱殘留。重復(fù)使用毒死蜱會降低土壤肥力,影響??土壤中優(yōu)勢菌群數(shù)量和豐度,同時也會對水生動楦物產(chǎn)生嚴(yán)重影響[72,73]。毒死蜱??能通過皮膚接觸進(jìn)入到人體內(nèi)產(chǎn)生積聚效應(yīng),通過抑制乙酰膽堿酶活力引起頭暈??惡心。研究表明毒死蜱可影響兒童大腦發(fā)育,低劑量下可影響DNA和蛋白質(zhì)的??合成,長期接觸者肺癌的發(fā)病率明顯增加[74]。因此,毒死蜱引發(fā)的環(huán)境和健康問??題不容忽視。??
在??小麥秸稈上固態(tài)發(fā)酵7天可生產(chǎn)漆酶0.354?U/mL[86L與此相比,本實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建??的重姐里氏木霉不僅可以保留出發(fā)菌株里氏木霉高產(chǎn)纖維素酶的優(yōu)點(diǎn)還可另外??生產(chǎn)漆酶用于降解木質(zhì)素,從而進(jìn)一步促進(jìn)秸稈的降解,具有一定的優(yōu)勢。???^=:?——?????-,50??||?FPA?/\?Laccase?activity?Mass?loss?-?28??140?-??T?-26?■??All??T.reesei?ZJ-09?丁?reesei?ZU-02??圖2.1重組里氏木霉對比里氏木霉降解秸稈試驗(yàn)??Fig.2.1?Comparison?of?degradation?of?straw?with?recombinant?T.?reesei?ZJ-09?and?T.?reesei??2.3.1.2枯草芽孢桿菌對重組里氏木霉降解秸稈的影響??芽孢桿菌被廣泛用于降解纖維素和木質(zhì)素|87]。為研究重組里氏木霉與枯草??芽孢桿菌的協(xié)同降解秸稈效果,以重組里氏木霉和枯草芽孢桿菌1:1的比例及枯??草芽孢桿菌延遲6天進(jìn)行接種,設(shè)置單一菌種對照實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)10天進(jìn)行取樣測??定。結(jié)果如圖2.2所示,枯草芽孢桿菌在發(fā)酵秸桿過程中也能生產(chǎn)漆酶,但漆酶??活力相較重組里氏木霉具有較大差距,僅為1.4IU/g。而且由于濾紙酶活力的較??低水平導(dǎo)致單一枯草芽孢桿菌降解秸稈的效果不盡人意。由圖可知在將細(xì)菌與真??菌混合過程中,重組里氏木霉降解秸稈及產(chǎn)酶能力被嚴(yán)重限制。這是因?yàn)檠挎邨U??菌屬的細(xì)菌會產(chǎn)生相應(yīng)的抗菌物質(zhì)和細(xì)菌素,對真菌生長具有明顯的抑制作用而??自身免疫[88]。Wu等人利用商業(yè)秸稈分解劑(枯草芽孢桿菌、干酪桿菌
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中國農(nóng)作物秸稈資源時空分布及其產(chǎn)率變化分析[J]. 衛(wèi)洪建,楊晴,李佳碩,楊海平,陳漢平. 可再生能源. 2019(09)
[2]我國農(nóng)作物秸稈離田多元化利用現(xiàn)狀與策略[J]. 畢于運(yùn),高春雨,王紅彥,王萍,王亞靜. 中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃. 2019(09)
[3]淺談獸用抗生素應(yīng)用現(xiàn)狀及益生菌的替代潛能[J]. 王明艷,朱亞麗,張廣智,崔尚金. 現(xiàn)代畜牧獸醫(yī). 2019(07)
[4]市場需求大的重量級殺蟲劑毒死蜱綜述[J]. 華乃震. 農(nóng)藥市場信息. 2019(10)
[5]市場需求大的重量級殺蟲劑毒死蜱綜述[J]. 華乃震. 農(nóng)藥市場信息. 2019 (10)
[6]纖維素降解酶研究進(jìn)展[J]. 王曉濤,魏佩玲,胡波,宮平. 草食家畜. 2019(03)
[7]復(fù)合菌劑對玉米秸稈的降解及土壤生態(tài)特性的影響[J]. 魏蔚,宋時麗,吳昊,張麗,管永祥,李運(yùn)生,戴傳超. 土壤通報. 2019(02)
[8]利用重組里氏木霉高效降解秸稈的研究[J]. 秦雪麗,夏穎,趙杰,夏黎明. 高校化學(xué)工程學(xué)報. 2018(06)
[9]重組里氏木霉產(chǎn)漆酶及其在含活性艷藍(lán)KN-R印染廢水脫色中的應(yīng)用[J]. 趙杰,夏穎,夏黎明. 高;瘜W(xué)工程學(xué)報. 2018(03)
[10]我國有機(jī)氯農(nóng)藥場地污染現(xiàn)狀與修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 趙玲,滕應(yīng),駱永明. 土壤. 2018(03)
博士論文
[1]外源漆酶基因在里氏木霉中的表達(dá)及其應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D]. 趙杰.浙江大學(xué) 2018
[2]我國農(nóng)業(yè)廢棄物新型能源化開發(fā)利用研究[D]. 左旭.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2015
[3]木質(zhì)素新型模型物的合成及其在木質(zhì)素結(jié)構(gòu)研究中的應(yīng)用[D]. 岳鳳霞.華南理工大學(xué) 2012
[4]內(nèi)切型-β-葡聚糖酶基因的克隆與表達(dá)[D]. 金欣.浙江大學(xué) 2011
[5]木質(zhì)素降解微生物特性及其對農(nóng)業(yè)廢物堆肥腐殖化的影響研究[D]. 黃紅麗.湖南大學(xué) 2009
[6]利用玉米秸稈制取燃料乙醇的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 陳明.浙江大學(xué) 2007
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[2]高效降解水稻秸稈復(fù)合菌群的構(gòu)建及其降解效能[D]. 李玉琦.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]漆酶介體體系對毒死蜱及其水解產(chǎn)物TCP的降解研究[D]. 汪敏敏.南京林業(yè)大學(xué) 2012
[4]里氏木霉纖維素酶的分離純化與酶學(xué)性質(zhì)研究[D]. 于兆海.南京林業(yè)大學(xué) 2006
本文編號:3550484
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